(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭＡを用いて時間および周波数を規準にした伝送単位となる１つ以上のブロックを移動局に割り当てて通信を行い、前記ブロックは、前記移動局への制御情報を含む制御情報領域と、前記移動局へのユーザデータを含むユーザデータ領域と、を含むアダプティブアレイ基地局であって、
前記移動局への前記ユーザデータを１つ以上の前記ブロックに割り当てる際に、前記ユーザデータを割り当てる少なくとも１つのブロックには、前記移動局への制御情報も共に割り当てる割当部と、
前記割り当てられたブロックをアダプティブアレイ制御により前記移動局に送信する送信部と、
を備えることを特徴とするアダプティブアレイ基地局。
【請求項２】
前記割当部は、前記ユーザデータを含むブロックの数が前記制御情報を含むリソースブロックの数より多い場合、ユーザデータを割り当てるブロックのうち、無線状態の良いブロックの前記制御情報領域に制御情報を割り当てる請求項１に記載のアダプティブアレイ基地局。
【請求項３】
ＯＦＤＭＡを用いて時間および周波数を規準にした伝送単位となる１つ以上のブロックを移動局に割り当てて通信を行い、前記ブロックは、前記移動局への制御情報を含む制御情報領域と、前記移動局へのユーザデータを含むユーザデータ領域と、を含むアダプティブアレイ基地局の通信方法であって、
前記移動局への前記ユーザデータを１つ以上の前記ブロックに割り当てる際に、前記ユーザデータを割り当てる少なくとも１つのブロックには、前記移動局への制御情報も共に割り当てる割当ステップと、
前記割り当てられたブロックをアダプティブアレイ制御により前記移動局に送信するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【請求項４】
前記割当ステップにおいて、前記ユーザデータを含むブロックの数が前記制御情報を含むリソースブロックの数より多い場合、ユーザデータを割り当てるブロックのうち、無線状態の良いブロックの前記制御情報領域に制御情報を割り当てる請求項３に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願へのクロスリファレンス】
【０００１】
本出願は、日本国特許出願２００９−２９８０２８号（２００９年１２月２８日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、アダプティブアレイ基地局及びアダプティブアレイ基地局の通信方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、移動体通信方式の標準化団体である３ＧＰＰにおいて、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に関する検討が進められている。ＬＴＥでは、基地局から移動局への下りリンクの通信は、基地局が移動局にリソースブロック(ＲＢ: Resource Block)を割り当てることで行われる。【０００４】
図４に示されるように、ＬＴＥでは、システムの周波数帯域は複数のリソースブロック（ＲＢ）に分割され、リソースブロックの各々は１以上のサブキャリア（無線通信チャネル）を含む（図４では１２のサブキャリア）。ＬＴＥでは、原則として、１ｍｓのサブフレーム（通信フレーム）毎に、移動局へのリソースブロックの割当が行われる。【０００５】
ＬＴＥのサブフレームは、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）等の制御情報を送信する制御情報領域と、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）等のユーザデータ送信用のユーザデータ領域とを含むものである。ＰＤＣＣＨはサブフレームの先頭１〜３シンボルに割り当てられる。ＰＤＳＣＨはＰＤＣＣＨと時間的に分割され、ＰＤＣＣＨが割り当てられるシンボル以降、例えば、４番目のシンボル以降に割り当てられる。ＰＤＣＣＨに使用するシンボル数は、ＰＤＣＣＨの先頭シンボルに含まれるＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）（図示せず）にて移動局に通知される（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TS36.211(V8.7.0),"Physical Channels and Modulation", May 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＬＴＥでは、基地局が移動局にリソースブロックを割り当てる場合に、制御情報領域とユーザデータ領域との対応が考えられていない。即ち、従来のＬＴＥでは、制御情報領域とユーザデータ領域とが異なるリソースブロックに割り当てられる。特に、従来のＬＴＥでは、制御情報領域であるＰＤＣＣＨの方が、ユーザデータ領域であるＰＤＳＣＨよりも周波数方向に広く割り当てられる。【０００８】
このようなＬＴＥにおけるリソースブロックの割当は、ＡＡＳ（Adaptive Antenna System）を導入する際に問題となる。ＡＡＳは、複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナにおいて、各アンテナ素子の重み付けを伝搬環境に応じてアダプティブ制御して、電波の指向性を変えるようにしたものである。ＡＡＳに対応したアダプティブアレイ基地局は、移動局から送信される参照信号（Reference Signal）に基づいて計算したアンテナウェイトをダウンリンク送信時に利用することで、所望の移動局へのビームフォーミングやヌルステアリング等の適応制御を行う。【０００９】
しかし、移動局から送信される参照信号は、ユーザデータが含まれるリソースブロックに関するものであって、リソースブロックの範囲外に配置された制御情報が含まれる周波数帯域には厳密には適用できない。また、制御情報領域が周波数方向に広い範囲に割り当てられると、所望の移動局に対する利得を高めるというＡＡＳの利点を生かすことができない。このように、従来のＬＴＥでは、基地局から移動局への制御情報にＡＡＳを適用することができず、ビームフォーミングやヌルステアリング等の適応制御が出来ないという問題があった。【００１０】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、制御情報の少なくとも一部をアダプティブアレイ制御により送信可能なアダプティブアレイ基地局及びアダプティブアレイ基地局の通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点によるアダプティブアレイ基地局は、
ＯＦＤＭＡを用いて時間および周波数を規準にした伝送単位となる１つ以上のブロックを移動局に割り当てて通信を行い、前記ブロックは、前記移動局への制御情報を含む制御情報領域と、前記移動局へのユーザデータを含むユーザデータ領域と、を含むアダプティブアレイ基地局であって、
前記移動局への前記ユーザデータを１つ以上の前記ブロックに割り当てる際に、前記ユーザデータを割り当てる少なくとも１つのブロックには、前記移動局への制御情報も共に割り当てる割当部と、
前記割り当てられたブロックをアダプティブアレイ制御により前記移動局に送信する送信部と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係るアダプティブアレイ基地局において、
前記割当部は、前記ユーザデータを含むブロックの数が前記制御情報を含むリソースブロックの数より多い場合、ユーザデータを割り当てるブロックのうち、無線状態の良いブロックの前記制御情報領域に制御情報を割り当てるものである。
【００１３】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。【００１４】
例えば、本発明を方法として実現させた第３の観点によるアダプティブアレイ基地局の通信方法は、
ＯＦＤＭＡを用いて時間および周波数を規準にした伝送単位となる１つ以上のブロックを移動局に割り当てて通信を行い、前記ブロックは、前記移動局への制御情報を含む制御情報領域と、前記移動局へのユーザデータを含むユーザデータ領域と、を含むアダプティブアレイ基地局の通信方法であって、
前記移動局への前記ユーザデータを１つ以上の前記ブロックに割り当てる際に、前記ユーザデータを割り当てる少なくとも１つのブロックには、前記移動局への制御情報も共に割り当てる割当ステップと、
前記割り当てられたブロックをアダプティブアレイ制御により前記移動局に送信するステップと、
を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
第４の観点に係る発明は、第３の観点に係るアダプティブアレイ基地局の通信方法において、
前記割当ステップにおいて、前記ユーザデータを含むブロックの数が前記制御情報を含むリソースブロックの数より多い場合、ユーザデータを割り当てるブロックのうち、無線状態の良いブロックの前記制御情報領域に制御情報を割り当てるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるアダプティブアレイ基地局及びアダプティブアレイ基地局の通信方法は、制御情報の少なくとも一部をアダプティブアレイ制御により送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るリソースブロックの割当例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す基地局の動作フローチャートである。
【図４】図４は、ＬＴＥにおけるリソースブロック構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るアダプティブアレイ基地局１の概略構成を示す図である。アダプティブアレイ基地局１は、アレイアンテナＡＮＴと、無線通信部１０（送信部）と、ウェイト算出部２１（算出部）及びウェイト付加部２２を含むＡＡＳ処理部２０と、ベースバンド処理部３０と、スケジューラー４０と、無線リソース割当部５０（割当部）と、シンボルマッピング部６０とを有する。無線通信部１０と、ＡＡＳ処理部２０と、ベースバンド処理部３０と、シンボルマッピング処理部６０とは、ＬＴＥ方式に好適なインタフェース機器／回路から構成され、スケジューラー４０及び無線リソース割当部５０はＣＰＵ等の好適なプロセッサから構成されるものである。以下、各部の詳細について説明する。
【００２０】
無線通信部１０は、受信系の処理として、アレイアンテナＡＮＴが受信した無線信号を搬送波の周波数からベースバンド周波数に変換し、生成した信号をウェイト算出部２１に出力する。また、無線通信部１０は、送信系の処理として、ウェイト付加部２２からのベースバンド周波数の信号を搬送波の周波数へ変換し、アレイアンテナＡＮＴを通じて、アダプティブアレイ制御により移動局に送信する。
【００２１】
ＡＡＳ処理部２０において、受信系のウェイト算出部２１は、無線通信部１０から入力された信号に適応信号処理を行いベースバンド部３０へ出力する。具体的には、ウェイト算出部２１は、適応信号処理として、移動局より送信される参照信号（Reference Signal）や他の既知情報を用いて、アレイアンテナＡＮＴのアンテナ素子毎に求まる位相情報などから、移動局に対して高い送信利得を得られるような送信ウェイト（アンテナ素子毎の位相／振幅の重み付け）を算出する。一方、送信系のウェイト付加部２２は、ベースバンド部３０から入力された信号に、ウェイト算出部２１で得られた送信ウェイトを加え、当該信号を無線通信部１０に出力する。
【００２２】
ベースバンド処理部３０は、受信系の処理として、ウェイト算出部２１から入力された信号を復調し、復調結果を移動局ごとに分離してスケジューラー４０に出力する。また、ベースバンド処理部３０は、送信系の処理として、シンボルマッピング部６０から入力された移動局への送信データのシンボル列をウェイト付加部２２に出力する。
【００２３】
スケジューラー４０は、ベースバンド処理部３０から入力される移動局毎の受信データから、リソースブロックを割り当てる移動局を設定する。具体的には、スケジューラー４０は、移動局から報告されるリソースブロック毎の受信信号品質、チャネル状態情報（ＣＱＩ）、又は送信すべきデータ量に応じて、リソースブロックを割り当てる移動局を設定する。
【００２４】
無線リソース割当部５０は、スケジューラー４０が設定した移動局に対して無線リソースを割り当てる。ここで、無線リソース割当部５０は、ＬＴＥのサブフレームにおいて、移動局のユーザデータを割り当てるリソースブロックの制御情報領域に、同じ移動局への制御情報を割り当てる。
【００２５】
図２は、無線リソース割当部５０によるリソースブロックの割当例を示す図である。図２では、サブフレームの先頭３シンボルは制御情報領域であり、４番目のシンボル以降がユーザデータ領域となる。無線リソース割当部５０は、リソースブロックＲＢ１及びＲＢ２をユーザＡの移動局向けに割り当て、リソースブロックＲＢ３〜ＲＢ６をユーザＢの移動局向けに割り当てている。即ち、無線リソース割当部５０は、ユーザＡに対する制御情報（ＰＤＣＣＨ及びＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel））を、ユーザＡに対するユーザデータ（ＰＤＳＣＨ）を割り当てたリソースブロックＲＢ１及びＲＢ２の制御情報領域に割り当てている。また、無線リソース割当部５０は、ユーザＢに対する制御情報（ＰＤＣＣＨ及びＰＨＩＣＨ）を、ユーザＢに対するユーザデータ（ＰＤＳＣＨ）を割り当てたリソースブロックＲＢ３〜ＲＢ６の制御情報領域に割り当てている。かかる割当により、制御情報とユーザデータとが同じ無線通信チャネルに含まれることになり、ユーザデータに対するアダプティブアレイ制御を制御情報に対しても適用することが可能となる。
【００２６】
シンボルマッピング部６０は、無線リソース割当部５０の割当結果を受け、移動局への制御情報とユーザデータとを含む送信データに対して変調方式に応じたシンボルマッピング（振幅と位相の割り当て）を行い、生成したシンボル列をベースバンド処理部３０に出力する。
【００２７】
図３は、図１に示す基地局１の動作フローチャートである。無線通信部１０は、アレイアンテナＡＮＴを通じて移動局からの無線信号を受信すると、受信した無線信号を搬送波の周波数からベースバンド周波数に変換し、生成した信号をウェイト算出部２１に出力する（ステップＳ１０１）。ウェイト算出部２１は、移動局より送信される参照信号や他の既知情報を用いて、アレイアンテナＡＮＴのアンテナ素子毎に求まる位相情報などから、移動局に対して高い送信利得を得られるような送信ウェイトを算出する（ステップＳ１０２）。ベースバンド処理部３０は、ウェイト算出部２１から入力された信号を復調し、復調結果を移動局ごとに分離してスケジューラー４０に出力する（ステップＳ１０３）。
【００２８】
スケジューラー４０は、ベースバンド処理部３０から入力される移動局毎の受信データから、リソースブロックを割り当てる移動局を設定する（ステップＳ１０４）。無線リソース割当部５０は、スケジューラー４０が設定した移動局に対して無線リソースを割り当てる（ステップＳ１０５）。ここで、無線リソース割当部５０は、ＬＴＥのサブフレームにおいて、移動局のユーザデータを割り当てるリソースブロック（無線通信チャネル）の制御情報領域に、同じ移動局への制御情報を割り当てる。
【００２９】
シンボルマッピング部６０は、無線リソース割当部５０の割当結果を受け、移動局への制御情報とユーザデータとを含む送信データに対して変調方式に応じたシンボルマッピングを行い、生成したシンボル列をベースバンド処理部３０に出力する（ステップＳ１０６）。ベースバンド処理部３０は、シンボルマッピング部６０から入力された移動局への送信データのシンボル列をウェイト付加部２２に出力する（ステップＳ１０７）。ウェイト付加部２２は、ベースバンド部３０から入力された信号に、ウェイト算出部２１で得られた送信ウェイトを加え、当該信号を無線通信部１０に出力する（ステップＳ１０８）。無線通信部１０は、ウェイト付加部２２からのベースバンド周波数の信号を搬送波の周波数へ変換し、アレイアンテナＡＮＴを通じて、アダプティブアレイ制御により移動局に送信する（ステップＳ１０９）。
【００３０】
本実施形態によれば、無線リソース割当部５０は、ＬＴＥのサブフレームにおいて、移動局のユーザデータを割り当てるリソースブロックの制御情報領域に、同じ移動局への制御情報を割り当てる。そのため、アダプティブアレイ基地局１は、ユーザデータとともに、制御情報の少なくとも一部をアダプティブアレイ制御により移動局に送信することが可能となる。即ち、基地局から移動局への制御情報にアダプティブアレイ制御を適用し、ビームフォーミングやヌルステアリング等の適応制御を行うことが可能となる。
【００３１】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００３２】
例えば、図２に示すリソースブロックの割当例では、リソースブロックＲＢ１及びＲＢ２をユーザＡの移動局が、リソースブロックＲＢ３〜ＲＢ６をユーザＢの移動局が占有する例であったが、各リソースブロックを複数のユーザの移動局により共有することも考えられる。この場合、無線リソース割当部５０は、単に、ある移動局へのユーザデータを割り当てるリソースブロックの制御情報領域に、当該移動局への制御情報を割り当てるだけではなく、より細かい無線通信チャネル粒度に対応して、ある移動局へのユーザデータを割り当てるサブキャリアの制御情報領域に、当該移動局への制御情報を割り当てることもできる。これにより、リソースブロックが複数の移動局により共有されている場合でも、より無線状態の良い無線通信チャネル（サブキャリア）に制御情報とユーザブロックとを割り当てることができるため、アダプティブアレイ制御の効率を高めることができる。
【００３３】
また、図２に示すユーザＢの移動局に対するリソースブロックの割当のように、ユーザデータを含むリソースブロックの数（４個：ＲＢ３〜ＲＢ６）が制御情報を含むリソースブロックの数（２個：ＲＢ３、ＲＢ４）より多い場合、無線リソース割当部５０は、ユーザデータを割り当てるリソースブロックのうち、特に無線状態の良いリソースブロックの制御情報領域に、制御情報を割り当てることができる。これにより、より無線状態の良い無線通信チャネル（リソースブロック）に制御情報とユーザブロックとを割り当てることができるため、アダプティブアレイ制御の効率を高めることができる。
【００３４】
また、一般にＬＴＥの制御情報領域は、制御情報領域のシンボル長（時間方向の長さ）を示すＰＣＦＩＣＨを含んでいるが、無線リソース割当部５０は、制御情報領域のシンボル長を固定値として、制御情報にＰＣＦＩＣＨを含めないようにすることもできる。即ち、アダプティブアレイ基地局１と移動局とが予め制御情報領域の時間方向の長さの固定値を共有していれば、制御情報領域に当該固定値の情報を含める必要は無く、より多くのシンボルをユーザデータ領域に割り当てることが可能となる。
【００３５】
また、無線リソース割当部５０は、１つの移動局に割り当てるリソースブロックの数を２の倍数とすることができる。一般にアレイアンテナＡＮＴのアンテナ素子の数に応じて、アダプティブアレイ制御に必要となる参照信号の数は変化する。そのため、アンテナ素子の数が増えると、１つのリソースブロックに含まれる参照信号のみでは、アダプティブアレイ制御を適切に行えない場合がある。ここで、無線リソース割当部５０は１つの移動局に割り当てるリソースブロックの数を２の倍数で増加させることにより、適切な参照シンボル数を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１  アダプティブアレイ基地局
１０  無線通信部
２０  ＡＡＳ処理部
２１  ウェイト算出部
２２  ウェイト付加部
３０  ベースバンド処理部
４０  スケジューラー
５０  無線リソース割当部
６０  シンボルマッピング部
ＡＮＴ  アレイアンテナ
【図１】
0005563598.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005563598.tif 000005